磁性硬盤很快就可達到每平方英寸存儲1兆兆位(萬億比特)。希捷(Seagate)展示了這種具有里程碑意義的存儲密度,使用新的磁記錄方法,可以在標(biāo)準(zhǔn)3.5英寸磁盤的每英寸上,存儲10兆兆比特甚至更多的數(shù)據(jù)?,F(xiàn)有技術(shù)制作的磁盤只可容納3萬億字節(jié)左右。
熱輔助記錄技術(shù)采用短脈沖激光,加熱鐵鉑磁盤,這樣,用較小的磁場,磁頭也可以寫入數(shù)據(jù)。
這項技術(shù)稱為熱輔助磁記錄(heat-assisted magnetic recording),需要加熱磁盤上的磁性區(qū)域,存儲單個數(shù)據(jù)位,使這些區(qū)域做得更薄。希捷表示,這種方法有望不斷增加存儲密度,會制成60兆兆字節(jié)的硬盤驅(qū)動器。
“最令人興奮的事情是,熱輔助磁記錄仍然處于起步階段,”埃德•蓋奇(Ed Gage)說,他是希捷磁頭和媒體研發(fā)部首席技術(shù)官。這家公司計劃,到2015年,它的首款商用產(chǎn)品采用這項技術(shù)。
今天的硬盤是采用磁性鈷鉑合金(cobalt-platinum alloys)制成。每個數(shù)位被存儲在一個微小區(qū)域,使磁場指向兩個相反方向中的一個方向,就表示一個二進制的數(shù)字0或1。磁化區(qū)域越小,磁盤密度就越高。當(dāng)這一區(qū)域縮小到每個正方形邊長25納米(相當(dāng)于每平方英寸1兆位)時,它們就變得不穩(wěn)定了,這意味著,少量的熱量就可以使它們翻轉(zhuǎn)磁場方向。
更穩(wěn)定的磁性材料,如鐵鉑合金(iron-platinum alloys),也可以買到,馬克•克萊德(Mark Kryder)說,他是卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)電氣和計算機工程教授,也是前希捷首席技術(shù)官。然而,要在上面寫入,就需要更大的磁場,比那些傳統(tǒng)磁頭產(chǎn)生的磁場大。然而,如果加熱這些材料,較小的磁場也可以奏效。因此,熱輔助記錄需要加熱鐵鉑磁盤,采用的是短脈沖激光,要在磁頭用磁場寫入數(shù)據(jù)時進行加熱。
這正是希捷所完成的。三年前,他們展示了每平方英寸250吉比特的密度,使用的就是這項技術(shù)。此后,蓋奇說,他們極大地改進了兩個方面:就是記錄磁頭和鐵鉑介質(zhì)。
新磁頭最大的問題是,要把光聚焦到25納米寬的斑點上,采用傳統(tǒng)的透鏡光學(xué),這就很難做到。所以,希捷使用拋物面反射鏡,把光線聚集到波長的四分之一,制成100納米的斑點。為了進一步縮小,希捷研究人員使用微小的黃金天線收集光線,再把它發(fā)射到30納米的斑點上。“這是一塊黃金,需要有適當(dāng)?shù)男螤睿?rdquo;蓋奇說。“我們已經(jīng)嘗試過許多不同的天線形狀。”
這種鐵鉑介質(zhì)表現(xiàn)出自身的困難。“需要平滑的盤片,非常好的顆粒微觀結(jié)構(gòu),”蓋奇說。 “必須能培育正確的晶體結(jié)構(gòu)。”此外,他說,熱在磁性材料中擴散。“必須在其中制成分層,控制通道,使熱流動可以橫向和縱向進行。”
希捷公司的演示表明,他們已克服了這些重大的工程挑戰(zhàn),克萊德說。“這是令人振奮的消息。”
現(xiàn)在,希捷使用外部激光照射拋物面反射鏡。但蓋奇說,他們已經(jīng)把激光器安裝在記錄磁頭里面。
蓋奇說,盡管如此,還有許多工作要做,之后,希捷會有一種商業(yè)化產(chǎn)品:“把磁頭,磁介質(zhì),電子控制電路和固件都放在一起,集成到它們的硬盤驅(qū)動器內(nèi),這是很有意義的工作”